JP4685486B2 - Odtを効果的に制御するメモリモジュールシステム - Google Patents

Odtを効果的に制御するメモリモジュールシステム Download PDF

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Description

本発明は、メモリモジュール装置に係り、特に、メモリモジュール装置内のオン・ダイターミネーション(On−Die Termination:ODT)またはオン・チップターミネーションを制御するメモリモジュールに関する。
CPU、メモリ、及びゲートアレイなどのように、集積回路チップで具現される多様な半導体装置は、パソコン、サーバーまたはワークステーションのような多様な電気製品内で合体されて使われる。大部分の場合、前記半導体装置は、外部から伝送される各種信号を入力パッドを通じて受信するための受信回路と、内部の信号を出力パッドを通じて外部に提供するための出力回路と、を有している。
一方、電気製品の動作スピードが高速化されるにつれて、信号伝達にかかる遅延時間を最小化するために、前記半導体装置の間に送受信される信号のスイング幅を次第に狭めている。しかし、信号のスイング幅が狭まるほど外部ノイズによる影響は増加し、インターフェース端でインピーダンスミスマッチングによる信号の反射も問題になる。インピーダンスミスマッチングが発生すれば、データの高速伝送が難しくなり、半導体装置のデータ出力端から出力される出力データが歪曲されうる。そして、受信側の半導体装置が前記歪曲された出力信号を入力端で受信する場合、セットアップ/ホールドフェイルまたは入力レベルの判断ミスなどの問題が頻繁に生じうる。
したがって、動作スピードの高速化が要求される受信側の半導体装置は、ODTまたはオン・チップターミネーションと称されるインピーダンスマッチング回路を前記集積回路チップ内のパッドの近辺に用いる。一般的に、ODTスキームにおいて、伝送側では、出力回路によるソースターミネーションが行われ、受信側では、前記入力パッドに連結された受信回路について並列に連結されたターミネーション回路により並列ターミネーションが行われる。
一方、システムにおいて、最も簡単なチャンネル連結構造は、ポイントツーポイント連結構造である。前記ポイントツーポイント連結構造は、高速システムにおいて必須であり、この場合に、チャンネル上の信号忠実度の改善のために最も一般的にODT方法を使用する。しかし、このようなポイントツーポイント連結構造は、最適の信号忠実度を提供する一方、個々の連結当たり一つの信号線が割り当てられなければならないという問題点がある。したがって、ポイントツーポイント連結構造は、高帯域幅が要求されるシステムについては採用し難い。
メモリシステムも、高速伝送特性と共に、高容量データ伝送の要求による高帯域幅特性が要求されるシステムである。したがって、メモリシステムでは、その2つの要求のいずれをも満たすために、ランク(Rank)という概念を導入している。これによって、コントローラとメモリ素子との間の連結は、ポイントツーマルチポイント連結構造で構成し、別途のランク選択信号を使用して、コントローラとメモリ素子との間の信号伝送が、ポイントツーポイント連結構造で行われるように制御することによって、高速/高容量のシステムの要求を満たしている。
このようなメモリシステムにおいても、ODTは、チャンネル上の信号忠実度の改善のために、最も一般的に使われるターミネーション方法である。しかし、この場合、それぞれのメモリ素子がODT機能を内蔵しているので、それらをどのように選択的に制御するかについての選択が要求され、その選択を制御する方法が要求される。
図1は、デュアルランクメモリシステムの構成例を示したブロック図である。
図1を参照すれば、一つの信号連結ポイントに2つのメモリDramA、DramBが連結されたデュアルランクシステムにおいて、各メモリ素子にODT回路が連結されている。第1メモリDramAには、第1ODT回路RodtDramAが連結され、第2メモリDramBには、第2ODT回路RodtDramBが連結される。
図1に示されたデュアルランクメモリシステムにおいて、第1メモリDramA素子を選択して前記第1メモリ素子にデータを保存するか、または読み取る時のODT回路を制御する多様な方法を表1に示す。
Figure 0004685486
表1において、Self−On制御方法は、2つのメモリ素子でデータを読み取るか、または保存するために選択されたメモリ素子(以下、活性化メモリ素子とする)のODT回路をターンオンさせ、選択されていないメモリ素子(以下、非活性化メモリ素子とする)のODT回路をターンオフさせる方法である。デュアルランクで、第1メモリ素子DramAを選択して第1メモリ素子を活性化する場合には、活性化される第1メモリ素子DramAの第1ODT回路RodtDramAを活性化し、非活性化される第2メモリ素子DramBの第2ODT回路RodtDramBを非活性化する。
一般的に、ODT回路が活性化(即ち、ターンオン)されれば、ODT回路は、半導体装置のI/O(Input/Output)パッドで限定された抵抗を提供する。ODT回路が非活性化(即ち、ターンオフ)されれば、ODT回路は、半導体装置のI/Oパッドで抵抗に影響を及ぼさないオープン回路となる。
Both−On制御方法は、一つのメモリ素子を活性化させる場合に、活性化メモリ素子のODT回路と非活性化メモリ素子のODT回路とをいずれもターンオンさせる方法である。即ち、デュアルランクで、第1メモリ素子DramAを選択して第1メモリ素子を活性化する場合に、第1メモリ素子の第1ODT回路RodtDramAと第2メモリ素子の第2ODT回路RodtDramBとをいずれも活性化する。
Other−On制御方法は、一つのメモリ素子を活性化させる場合に、活性化メモリ素子のODT回路はターンオフさせ、非活性化メモリ素子のODT回路をターンオンさせる方法である。デュアルランクで、第1メモリ素子DramAを選択して第1メモリ素子を活性化する場合に、活性化される第1メモリ素子の第1ODT回路RodtDramAを非活性化し、非活性化される第2メモリ素子の第2ODT回路RodtDramBを活性化する。
図2は、図1に示されたメモリシステムにおいて、3つの制御方法によるチャンネル特性のシミュレーション結果を示した図面である。
図2を参照すれば、図2(a)は、Self−On制御方法によるチャンネル特性の結果であり、図2(b)は、Both−On制御方法によるチャンネル特性の結果であり、図2(c)は、Other−On制御方法によるチャンネル特性の結果である。
単純にODTをチャンネルとインピーダンスマッチングという観点で見れば、一つのDRAMODTのみを使用する場合には、Rodt(ODT抵抗値)=ZO(チャンネルのインピーダンス)を満足し、2つのDRAM ODTを使用する場合には、Rodt=2*ZOを満足するように設定すれば、最適の結果が得られると予想される。しかし、図2のシミュレーション結果から分かるように、実際には、チャンネル上の多様な寄生成分の影響により、2つのDRAMのうち、非活性化DRAMODTのみをターンオンさせる場合が最もよい信号忠実度の特性を現す。
このようなODT制御方法による信号忠実度の差は、既存のメモリシステムでは、あまり大きな問題とならなかった。しかし、メモリシステムが高速化するにつれて、全体タイミングバジェットがますます減り、これにより、ODT制御方法による信号忠実度の差もその重要性がますます増大している。したがって、今後、高速メモリシステムは、優れた信号忠実度特性を有する適切なODT制御方法を提供せねばならない。
また、現在の携帯用機器では、低電力消費が非常に重要になっている。したがって、信号忠実度と共に低電力消費を有する効率的なODT回路が必要になる。
本発明が解決しようとする課題は、デュアルランクまたはマルチランクメモリシステムにおいて、最適の信号忠実度を提供する非活性メモリ素子のODT回路についての制御方法を提供するところにある。
本発明が解決しようとする他の課題は、ODT制御方法についての最適の解決策を提供するメモリモジュール装置を提供するところにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、リソース要求量を最小化できる最適のODT制御構造及び方法を提供するところにある。
本発明は、メモリモジュールシステムのメモリ装置内に効率的なODT制御のための構成要素を含む。
本発明の一般的な特徴によれば、メモリモジュールシステムは、第1メモリ装置内でODT制御信号を生成するためのODT制御信号生成器、及び前記第1メモリ装置から出力された前記ODT制御信号に従って、第2メモリ装置のODT回路の動作を制御するためのODT制御信号受信器を含む。
本発明の好適な一実施形態において、前記第1メモリ装置のODT制御信号は、前記第2メモリ装置が非活性化されるときに、前記第2メモリ装置のODT回路を活性化する。
本発明の好適な他の実施形態において、前記メモリモジュールシステムは、前記第1、第2メモリ装置へ伝送される命令信号を生成するためのメモリ制御器をさらに含み、前記ODT制御信号生成器は、前記命令信号から前記ODT制御信号を生成する。
本発明の好適なさらに他の実施形態において、メモリモジュールシステムは、前記第1メモリ装置が活性化されるときに、前記命令信号を受信するためにターンオンされる前記第1メモリ装置内の第1制御信号入力バッファ、及び前記第2メモリ装置が活性化されるときに、前記命令信号を受信するためにターンオンされる前記第2メモリ装置内の第2制御信号入力バッファをさらに含む。この場合、前記第1、第2制御信号入力バッファのうち、前記第1、第2メモリ装置のうち非活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応する、いずれか一つの入力バッファは、ターンオフされる。
本発明の好適なさらに他の実施形態において、メモリモジュールシステムは、前記第2メモリ装置内でODT制御信号を生成するためのODT制御信号生成器、及び前記第2メモリ装置から出力されたODT制御信号に従って、前記第1メモリ装置のODT回路の動作を制御するためのODT制御信号受信器をさらに含む。この場合、前記第1、第2メモリ装置のうち、非活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応するODT制御信号生成器は、ターンオフされ、前記第1、第2メモリ装置のうち、活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応するODT制御信号受信器は、ターンオフされる。
本発明の好適なさらに他の実施形態において、メモリモジュールシステムは、活性化された第1メモリ装置から非活性化された第2メモリ装置へ第1ODT制御信号を伝送するために、ターンオンされる第1ODT制御信号出力バッファ、及び活性化された第2メモリ装置から非活性化された第1メモリ装置へ第2ODT制御信号を伝送するために、ターンオンされる第2ODT制御信号出力バッファをさらに含む。この場合、前記第1、第2ODT制御信号出力バッファのうち、前記第1、第2メモリ装置のうち非活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応する、いずれか一つの出力バッファは、ターンオフされる。
本発明の好適なさらに他の実施形態において、前記第1、第2メモリ装置は、一つのメモリモジュールの同一のランクにありうる。一方、前記第1、第2メモリ装置は、一つのメモリモジュールの異なるランクにありうる。また、前記第1、第2メモリ装置は、異なるメモリモジュールにありうる。
本発明の好適な他の特徴によれば、メモリモジュールシステムは、活性化された第1メモリ装置から出力されたODT制御信号によって、他の複数個の非活性化されたメモリ装置の複数個の他のODT回路の動作を制御するための他の複数個のODT制御信号受信器をさらに含みうる。
この方法において、活性化されたメモリ装置のうち、一つを指示する命令信号を伝送するために、メモリ制御器から一つのピンのみが使われる。活性化されたメモリ装置は、非活性化されたメモリ装置のODT回路を制御するためのODT制御信号を生成するために、ターンオンされる構成要素を含む。非活性化されたメモリ装置のODT制御信号生成手段は、電力消費を最小化するためにターンオフされる。
本発明のODT制御方法及びそれによる制御回路によれば、最小のリソース負担で最適の信号忠実度を得ることができるだけでなく、電力消費も減らすことができるODTを提供できる。
本発明と、本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び図面に記載された内容を参照せねばならない。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同じ参照符号は同様の構成要素を示す。
図2に示したように、デュアルランクメモリシステムでは、非活性化メモリ素子のODTを使用するOther−On制御方法が最もよい信号忠実度の特性を有する。しかし、Other−On制御方法を具現するためには、非活性化メモリ素子のODTを制御できる別途の外部制御手段が必要である。したがって、これを具現するためのメモリモジュール装置は、別途のリソースを要求するようになり、メモリモジュールシステムを構成するのに追加的な負担になりうる。一方、活性化メモリ素子のODTを使用するSelf−On制御方法を利用する場合には、単純に入力命令を解釈してODTをターンオンさせるか、またはターンオフさせることを決定する内部制御手段のみを備えればよい。
図3は、従来のODTを制御するために、別途のリソースを備えたデュアルランクメモリシステムの構成を示した回路図である。
図3を参照すれば、メモリシステム300は、メモリコントローラ302、第1メモリ素子304及び第2メモリ素子306を含む。メモリコントローラ302は、メモリシステム300のメモリ素子を選択して、データを保存して読み取ることを制御する。第1メモリ素子304は、デュアルランクメモリシステムの第1メモリ素子を示し、第2メモリ素子306は、第2メモリ素子を示し、メモリを保存する構成要素である。
メモリコントローラ302は、メモリ素子とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ310、第1メモリ素子304のODT回路を制御する信号を出力する第1ODT制御信号出力バッファ312、第2メモリ素子306のODT回路を制御する信号を出力する第2 ODT制御信号出力バッファ314、及び複数個の制御命令CMDを出力するデータ制御信号出力バッファ316を含む。前記データ制御信号は、/RAS(Row Address Strobe)、/CAS(Column Address Strobe)、/CS(Column Select)、/WE(Word Enable)などの信号を含む。また、前記データ制御信号は、データを保存するか、または読み取るメモリ素子を選択するメモリ素子選択信号を含みうる。
第1メモリ素子304は、メモリコントローラ302とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ320、第1ODT制御信号を受信する第1ODT制御信号入力バッファ322、メモリコントローラ302から出力される複数個の制御命令を受信するデータ制御信号入力バッファ324、及び第1ODT回路326を含む。第1ODT回路326は、ターミネーション抵抗とODT制御信号とによって制御されるスイッチで構成されうる。
第2メモリ素子306は、メモリコントローラ302とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ330、第2ODT制御信号を受信する第2ODT制御信号入力バッファ332、メモリコントローラ302から出力される複数個の制御命令を受信するデータ制御信号入力バッファ334、及び第2ODT回路336を含む。第2ODT回路336も、ターミネーション抵抗とODT制御信号とに応答して制御されるスイッチで構成されうる。
図3を参照すれば、各メモリ素子304、306がODT制御のための別途のピンを備え、メモリコントローラ302も、前記メモリ素子のODT回路を制御するためにそれぞれのODT制御信号に対応する制御ピンを備える。そして、各メモリ素子に連結されたODT制御信号ラインを通じて、相互通信を行ってODT回路を制御する。
このようなODT制御構造では、それぞれのメモリ素子についてのODT制御が独立して行われる。したがって、表1及び図2に示されたSelf−On制御方法、Both−On制御方法、Other−On制御方法がいずれも容易に行われうる。
この場合の最適な信号忠実度を得るために、Other−On制御方法を使用すれば、単純に非活性化メモリ素子のODT回路に連結された制御信号を出力して、非活性化メモリ素子のODT回路をターンオンさせればよい。
しかし、図3に示された回路構成の場合、各メモリ素子当たり1つのODT制御信号連結構造が必要であるので、これによるメモリシステムのリソース増加の負担が生じるという問題がある。即ち、メモリコントローラ302には、別途の制御回路と付加的なピンとが必要であり、マザーボード上に別途の信号線が連結されねばならず、ソケットまたはコネクタにも別途のピンが構成されねばならず、メモリ素子もODT制御信号を入力されるための別途のピンを備えねばならないという短所がある。このようなリソースの増加の問題は、ランクの数が増加するほどさらに大きくなる。
図4は、従来のODTを制御する別途のリソースを除去したデュアルランクメモリシステムの構成を示した回路図である。
図4を参照すれば、メモリシステム400は、メモリコントローラ402、第1メモリ素子404及び第2メモリ素子406を含む。
メモリコントローラ402は、メモリ素子とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ410、及び複数個の制御命令を出力するデータ制御信号出力バッファ412を含む。前記データ制御信号は、/RAS、/CAS、/CS、/WEなどの信号を含む。また、前記データ制御信号は、データを保存するか、または読み取るメモリ素子を選択するメモリ素子選択信号を含みうる。
第1メモリ素子404は、メモリコントローラ402とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ420、メモリコントローラ402から出力される複数個の制御命令を受信するデータ制御信号入力バッファ422、データ制御信号入力バッファ422から出力される制御信号を解釈して、ODT制御信号を生成する第1ODT制御信号発生部424、前記ODT制御信号に応答して制御される第1 ODT回路426を含む。第1ODT回路426は、ターミネーション抵抗とODT制御信号とによって制御されるスイッチで構成されうる。
第2メモリ素子406は、メモリコントローラ402とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ430、メモリコントローラ402から出力される複数個の制御命令を受信するデータ制御信号入力バッファ432、データ制御信号入力バッファ432から出力される制御信号を解釈して、ODT制御信号を生成する第2ODT制御信号発生部434、前記ODT制御信号に応答して制御される第2 ODT回路436を含む。第2 ODT回路436は、ターミネーション抵抗とODT制御信号とによって制御されるスイッチで構成されうる。
図4を参照すれば、メモリシステム400は、図3の問題点を解決するために、ODT制御信号の入出力のための別途のピンを除去した。その代わりに、メモリシステム400は、各メモリ素子404、406がメモリコントローラ402から伝送される命令信号、即ちデータ制御信号を解釈して、ODT回路426、436を制御する、いわゆるコマンドスヌーピング方法によってODT回路を制御する。
図4を通じて、第1メモリ素子404にデータを保存して読み取るために、第1メモリ素子404を活性化する場合を説明する。メモリコントローラ420は、メモリコントローラ420に連結されたあらゆるメモリ素子に、データ制御信号を出力する。前記データ制御信号は、第1メモリ素子404を選択する命令信号が含まれており、第1メモリ素子404が活性化される。この際、メモリシステム400がOther−On制御方法によってODT回路を制御するので、他の第2メモリ素子406のODT回路にODT制御信号を入力せねばならない。したがって、第2メモリ素子406のデータ制御信号入力バッファ432がターンオン状態で命令信号を受信し、ODT制御信号発生部434に信号を出力する。また、ODT制御信号発生部434は、命令信号を受信し、前記命令信号を解釈してODT制御信号を発生する。第2メモリ素子406のODT回路436は、前記ODT制御信号に応答してODT回路436をターンオンさせる。
即ち、メモリシステム400において、命令信号は、基本的にあらゆるメモリ素子に連結されている。したがって、図4のメモリシステム400では、メモリシステム上での別途のリソース負担はなくなる。しかし、図4のメモリシステム400では、非活性化メモリ素子のODT回路を使用せねばならないので、非活性化メモリ素子も命令信号を受信せねばならない。したがって、非活性化メモリ素子のデータ制御信号入力バッファ422、432をオンさせ続けねばならない。これにより、それらのバッファ422、432に流れるスタンド・バイ電流が発生し、電力損失が発生するという短所がある。
図5は、本発明の好適な一実施形態によってODT制御を具現したメモリモジュールシステムの回路図である。
図5に示されたメモリモジュールシステムは、デュアルランクメモリシステムの例を示した。図5を参照すれば、メモリモジュールシステム500は、メモリコントローラ502、第1メモリ素子504及び第2メモリ素子506を含む。
メモリコントローラ502は、メモリ素子504、506とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ510、及び複数個の命令信号を前記メモリ素子に出力するためのデータ制御信号出力バッファ512を含む。前記データ制御信号は、/RAS、/CAS、/CS、/WEなどの信号を含む。また、前記データ制御信号は、データを保存するか、または読み取るメモリ素子を選択するメモリ素子選択信号を含みうる。
第1メモリ素子504は、メモリコントローラ502とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ520、データ制御信号入力バッファ521、ODT制御信号発生部522、ODT回路523、ODT制御信号出力バッファ524、及びODT制御信号入力バッファ525を含む。
データ制御信号入力バッファ521は、メモリコントローラ502から出力される複数個の命令信号を受信する。ODT制御信号発生部522は、データ制御信号入力バッファ521から出力された命令信号を解釈してODT制御信号を生成する。ODT回路523は、データの入出力ラインと連結され、ODT制御信号入力バッファ525を通じて他のメモリ素子で生成されたODT制御信号に応答して、インピーダンスマッチングを通じて信号反射を抑制する。ODT制御信号出力バッファ524は、ODT制御信号発生部522で発生したODT制御信号を非活性化メモリ素子のODT制御信号入力バッファ535に出力する。ODT制御信号入力バッファ525は、第1メモリ素子504が非活性化される場合、活性化される第2メモリ素子506のODT制御信号出力バッファ534から出力されるODT制御信号が入力され、前記ODT制御信号をODT回路523に出力する。
第2メモリ素子506は、メモリコントローラ502とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ530、データ制御信号入力バッファ531、ODT制御信号発生部532、ODT回路533、ODT制御信号出力バッファ534、及びODT制御信号入力バッファ535を含む。
データ制御信号入力バッファ531は、メモリコントローラ502から出力される複数個の命令信号を受信する。ODT制御信号発生部532は、データ制御信号入力バッファ531から出力された命令信号を解釈してODT制御信号を生成する。ODT回路533は、データの入出力ラインと連結され、ODT制御信号入力バッファ535を通じて他のメモリ素子で生成されたODT制御信号に応答して、インピーダンスマッチングを通じて信号反射を抑制する。ODT制御信号出力バッファ534は、ODT制御信号発生部532で発生したODT制御信号を非活性化メモリ素子のODT制御信号入力バッファ525に出力する。ODT制御信号入力バッファ535は、第2メモリ素子506が非活性化される場合、活性化される第1メモリ素子504のODT制御信号出力バッファ524から出力されるODT制御信号が入力され、前記ODT制御信号をODT回路533に出力する。
図5に示されたメモリモジュールシステム500は、コマンドスヌーピング方法及びメモリ素子とメモリ素子との間の相互連結手段524、525、534、535を使用してODT信号を制御する。即ち、非活性化メモリ素子のODT制御信号を活性化メモリ素子で生成して、それぞれのメモリ素子に備えられた相互通信ピンを通じて非活性化メモリ素子に伝達し、非活性化メモリ素子のODT回路を制御する。したがって、非活性化メモリ素子のデータ制御信号入力バッファ521、522、531、532をオンさせ続けねばならないという問題を解決できる。その結果、メモリモジュールシステム500の低電力化を実現できる。
図5を参照して、メモリモジュールシステム500のODT制御過程を説明すると、図5に示された例は、第1メモリ素子を活性化して第1メモリ素子にデータを書き込むか、または第1メモリ素子でデータを読み取り、第2メモリ素子は、非活性化する場合を示している。この際、太い線で示された部分は、活性化される部分を示しており、細い線で示された部分は、非活性化される部分を示している。
メモリコントローラ502がデータ制御信号出力バッファ512を通じて第1メモリ素子にデータ制御信号、即ち命令信号を出力すれば、第1メモリ素子504のデータ制御信号入力バッファ521は、前記命令信号を入力されて活性化される。そして、第1メモリ素子504も活性化されて、メモリコントローラのデータ入出力バッファ510と第1メモリ素子504のデータ入出力バッファ520とを通じてデータを入出力できる。一方、第1メモリ素子のODT制御信号発生部522は、データ制御信号入力バッファ521から出力された命令信号を解釈して、ODT制御信号を生成して出力する。そして、ODT制御信号出力バッファ524は、活性化された第1メモリ素子で生成されたODT制御信号を非活性化された第2メモリ素子のODT制御信号入力バッファ535に出力する。前記第2メモリ素子のODT制御信号入力バッファ535は、第1メモリ素子で生成されたODT制御信号を入力されて、第2メモリ素子のODT回路533に出力する。これにより、非活性化された第2メモリ素子のODT回路533がターンオンされて、Other−On方式のODTが実行される。
したがって、非活性化される第2メモリ素子は、ODT制御信号入力バッファ535とODT回路533のみがターンオンされ、データ制御信号入力バッファ535などは、ターンオフ状態にあるので、不必要な電流消費を防止しつつOther−On方式のODTが可能になる。
一方、メモリ素子の相互通信のための別途のODT制御信号入出力バッファは、相互間の通信のみ可能すればよいので、データ入出力バッファやデータ制御信号入力バッファに比べて、非常に小さいサイズの出力バッファと差動増幅器のタイプではないインバータのタイプの入力バッファとが使用可能である。したがって、従来のODT方法に比べて非常に低い電力が消費されうる。
また、図5のメモリモジュールシステム500を使用すれば、Other−On方式のODTだけでなく、メモリ素子の活性化如何に関係なくODT制御が容易であるので、多様な方式のODTを実行できる。
第2メモリ素子が活性化され、第1メモリ素子が非活性化される場合は、前述した内容と反対の形態において同様の方式で進められるので、これについての説明は省略する。
図6は、図5に示されたメモリモジュールシステムで構成された場合のメモリ素子のボール配列の一例を示す構造図である。
図6を参照すれば、第1メモリ素子504と第2メモリ素子506とがメモリモジュールシステム500内で相互に基板と向き合って配置された例を示す。この際、第1メモリ素子504のODT制御信号出力バッファ524に連結されたボール524_bは、第2メモリ素子506のODT制御信号入力バッファ535に連結されたボール535_bと向き合うように、ボールが配置される。また、第1メモリ素子504のODT制御信号入力バッファ525に連結されたボール525_bは、第2メモリ素子506のODT制御信号出力バッファ534に連結されたボール534_bと向き合うように、ボールが配置される。即ち、各メモリ素子のODT制御信号入出力バッファが互いに近く位置すれば、ODT制御信号の通信距離が最小化され、メモリ素子の相互間の通信時間と信号歪曲も最小化できる。したがって、入出力バッファを比較的簡単に設計でき、ODT制御信号入出力バッファのオン状態による消費電力もさらに低減できる。
図7は、本発明の好適な他の実施形態によるODT制御を具現したメモリモジュールシステムの回路図である。
図7に示されたメモリモジュールシステム700も、図5に示されたメモリモジュールシステム500と同様に、デュアルランクメモリシステムの例を示す。図7を参照すれば、メモリモジュールシステム700は、メモリコントローラ702、第1メモリ素子704及び第2メモリ素子706を含む。
メモリコントローラ702は、メモリ素子704、706とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ710、及び複数個の命令信号を前記メモリ素子に出力するためのデータ制御信号出力バッファ712を含む。前記データ制御信号は、/RAS、/CAS、/CS、/WEなどの信号を含む。また、前記データ制御信号は、データを保存するか、または読み取るメモリ素子を選択するメモリ素子選択信号を含みうる。
第1メモリ素子704は、メモリコントローラ702とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ720、データ制御信号入力バッファ721、ODT制御信号発生部722、ODT回路723、ODT制御信号出力バッファ724、及びODT制御信号入力バッファ725を含む。
データ制御信号入力バッファ721は、メモリコントローラ702から出力される複数個の命令信号を受信する。ODT制御信号発生部722は、データ制御信号入力バッファ721から出力された命令信号を解釈してODT制御信号を生成する。ODT回路723は、データの入出力ラインと連結され、ODT制御信号入力バッファ725を通じて他のメモリ素子で生成されたODT制御信号に応答して、インピーダンスマッチングを通じて信号反射を抑制する。ODT制御信号出力バッファ724は、ODT制御信号発生部722で発生したODT制御信号を非活性化メモリ素子のODT制御信号入力バッファ735に出力する。ODT制御信号入力バッファ725は、第1メモリ素子704が活性化される場合、データ制御信号入力バッファ721の出力信号に応答してターンオフされ、第1メモリ素子704が非活性化される場合、活性化される第2メモリ素子706のODT制御信号出力バッファ734から出力されるODT制御信号を入力され、前記ODT制御信号をODT回路723に出力する。一方、第1メモリ素子704のODT制御信号出力バッファ724と入力バッファ725とは、共通接点726に連結されて同一のボール、またはピンを通じて第2メモリ素子706と相互通信する。
第2メモリ素子706は、メモリコントローラ702とのデータの入出力のためのデータ入出力バッファ730、データ制御信号入力バッファ731、ODT制御信号発生部732、ODT回路733、ODT制御信号出力バッファ734、及びODT制御信号入力バッファ735を含む。
データ制御信号入力バッファ731は、メモリコントローラ702から出力される複数個の命令信号を受信する。ODT制御信号発生部732は、データ制御信号入力バッファ531から出力された命令信号を解釈してODT制御信号を生成する。ODT回路733は、データの入出力ラインと連結され、ODT制御信号入力バッファ735を通じて他のメモリ素子で生成されたODT制御信号に応答して、インピーダンスマッチングを通じて信号反射を抑制する。ODT制御信号出力バッファ734は、ODT制御信号発生部732で発生したODT制御信号を非活性化メモリ素子のODT制御信号入力バッファ725に出力する。ODT制御信号入力バッファ735は、第2メモリ素子706が活性化される場合、データ制御信号入力バッファ731の出力信号に応答してターンオフされ、第2メモリ素子706が非活性化される場合、活性化される第1メモリ素子704のODT制御信号出力バッファ724から出力されるODT制御信号を入力され、前記ODT制御信号をODT回路733に出力する。一方、第2メモリ素子706のODT制御信号出力バッファ734と入力バッファ735とは、共通接点736に連結されて同一のボール、またはピンを通じて第1メモリ素子704と相互通信する。
図7に示された実施形態では、図5に示された実施形態とは異なって、ODT制御信号入出力ラインを一つで連結して、別途のピンではない一つのピンを通じて相互通信できる。また、ODT制御信号入力バッファ725、735は、データ制御信号入力バッファ721、731から出力されるランク選択信号に応答してターンオフされ、各メモリ素子で発生したODT制御信号が自体のODT回路に入力されることを防止する。
図7に示された実施形態では、ODT制御信号入力バッファと出力バッファとは、一つのODT制御信号入出力バッファに統合して使用できる。この際、入出力バッファの選択は、メモリコントローラ702から出力される命令信号のうちの一つであるランク選択信号を使用して制御する。
図7を参照して、メモリモジュールシステム700のODT制御過程を説明すると、図7に示された例は、第1メモリ素子を活性化して第1メモリ素子にデータを書き込むか、または第1メモリ素子でデータを読み取り、第2メモリ素子は、非活性化する場合を示した。この際、太い線で示された部分は、活性化される部分を示しており、細い線で示された部分は、非活性化される部分を示している。
メモリコントローラ702がデータ制御信号出力バッファ712を通じて第1メモリ素子にデータ制御信号、即ち命令信号を出力すれば、第1メモリ素子704のデータ制御信号入力バッファ721は、前記命令信号を入力されて活性化される。そして、第1メモリ素子704も活性化されて、メモリコントローラのデータ入出力バッファ710と第1メモリ素子704のデータ入出力バッファ720とを通じてデータを入出力できる。この際、第1メモリ素子のODT制御信号入力バッファ725は、データ制御信号入力バッファ721から出力されたランク選択信号に応答してターンオフされる。
一方、第1メモリ素子のODT制御信号発生部722は、データ制御信号入力バッファ721から出力された命令信号を解釈して、ODT制御信号を生成して出力する。そして、ODT制御信号出力バッファ724は、活性化された第1メモリ素子で生成されたODT制御信号を、入力バッファ725と連結された接点726を通じて非活性化された第2メモリ素子のODT制御信号入力バッファ735に出力する。この際、第1メモリ素子704のODT制御信号入力バッファ725は、ターンオフ状態であるので、第1メモリ素子704で生成されたODT制御信号は、第2メモリ素子706のみに伝えられる。
前記第2メモリ素子のODT制御信号入力バッファ735は、第1メモリ素子で生成されたODT制御信号を入力されて、第2メモリ素子のODT回路733に出力する。これにより、非活性化された第2メモリ素子のODT回路733がターンオンされて、Other−On方式のODTが実行される。
したがって、非活性化される第2メモリ素子は、ODT制御信号入力バッファ735とODT回路733のみがターンオンされ、データ制御信号入力バッファ735などは、ターンオフ状態にあるので、不必要な電流消費を防止しつつOther−On方式のODTが可能になる。
図7のメモリモジュールシステム700は、非活性化メモリ素子のODT制御信号を活性化メモリ素子で生成し、それぞれのメモリ素子に備えられた相互通信ピンを通じて非活性化メモリ素子に伝達し、非活性化メモリ素子のODT回路を制御してODTを実行する。したがって、非活性化メモリ素子のデータ制御信号入力バッファ721、722、731、732をオンさせ続けねばならないという問題を解決できる。その結果、メモリモジュールシステム700の低電力化を実現できる。また、図5に示されたメモリモジュールシステムに比べて、メモリ素子の相互間の通信ピンの個数を半分に減らすことができるので、メモリモジュールシステムの追加的なリソースの負担をさらに最小化できる。
また、図7のメモリモジュールシステム700を使用すれば、Other−On方式のODTだけでなく、メモリ素子の活性化如何に関係なくODT制御が容易であるので、多様な方式のODTを実行できる。
第2メモリ素子が活性化され、第1メモリ素子が非活性化される場合は、前述した内容と反対の形態において同様の方式で進められるので、これについての説明は省略する。
図8は、図7に示されたメモリモジュールシステムで構成された場合のメモリ素子のボール配列の一例を示す構造図である。
図8を参照すれば、第1メモリ素子704と第2メモリ素子706は、メモリモジュール基板を挟んで向き合って配置された例を示す。この際、第1メモリ素子704のODT制御信号入出力バッファと連結されたボール726は、第2メモリ素子706のODT制御信号入出力バッファと連結されたボール736と互いに近い位置に配置されるように、各メモリ素子のボール配列が構成される。この場合、ODT制御信号の相互通信のためのボールは、メモリ素子パッケージの中心に位置して、メモリ素子との相互通信距離を最小化できる。したがって、メモリ素子の相互間の通信時間と信号歪曲も最小化でき、入出力バッファ回路は単純化されうる。
図5〜図8に示された実施形態は、デュアルランクメモリシステムを仮定した場合を示し、マルチランクメモリシステムの場合には、回路の構成及びボール配列が若干異なりうる。また、このような若干の修正は、当業者であれば容易に行うことができる。従って、本発明は、デュアルランクに限定されず、他の形態を用いてもよい。
図9は、本発明の好適な実施形態によるODT制御方式を示すフローチャットである。
図9を参照すれば、まず、メモリモジュールシステムのメモリコントローラから命令信号をメモリ素子に入力する(段階900)。これにより、前記命令信号に対応するメモリ素子は、前記命令信号に応答して活性化される(段階902)。活性化メモリ素子は、命令信号を解釈して(段階904)、ODT制御信号を発生させる(段階906)。
発生したODT制御信号は、非活性化メモリ素子に相互連結ピンを通じて出力される(段階908)。次いで、非活性化メモリ素子は、前記ODT制御信号を入力されてODT回路をターンオンさせて、ODTを実行する(段階910)。
上述した本発明の好適な実施形態は、単に例示的なものであり、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図5、6、7及び8に示された実施形態は、デュアルランクメモリシステムの例を示したが、本発明は、任意の数のランクを有するメモリモジュールにも適用できる。
また、図5、6、7及び8に示された実施形態は、同一のメモリモジュールの異なるランクについての第1、第2メモリ装置について説明した。一般的に、メモリモジュールは、回路ボードの一面に装着された第1ランク(ランク0)を含む第1セットのメモリ装置と、回路ボードの他の面に装着された第2ランク(ランク1)を含む第2セットのメモリ装置とを有する複数のメモリ装置で構成される。
本発明は、また、図10に示されたように、第1、第2メモリ装置が一つのメモリモジュールの同一のランク(ランク0)に装着される場合にも適用できる。一方、本発明は、図11に示されたように、第1、第2メモリ装置が同一のメモリモジュールに装着される場合にも適用できる。また、本発明は、図12に示されたように、第1、第2メモリ装置が異なるメモリモジュール上に装着される場合にも適用できる。
いずれの場合でも、活性化された第1メモリ装置504は、非活性化された第2メモリ装置506へ伝送されるODT制御信号を生成するODT制御信号発生部522を含む。非活性化された第2メモリ装置506のODT制御信号入力バッファ535は、活性化された第1メモリ装置504からODT制御信号を受信して、非活性化された第2メモリ装置506内のODT回路をターンオンする。
本発明は添付図面に示した一実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。従って、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められなければならない。
本発明によるメモリモジュールは、個人用コンピュータまたは携帯用電子機器に含まれるメモリに利用できる。
デュアルランクメモリシステムの構成例を示したブロック図である。 図1に示されたメモリシステムにおいて、3つの制御方法によるチャンネル特性のシミュレーション結果を示した図面である。 従来のODTを制御するために、別途のリソースを備えたデュアルランクメモリシステムの構成を示した回路図である。 従来のODTを制御する別途のリソースを除去したデュアルランクメモリシステムの構成を示した回路図である。 本発明の好適な一実施形態によってODT制御を具現したメモリモジュールシステムの回路図である。 図5に示されたメモリモジュールシステムで構成された場合のメモリ素子のボール配列の一例を示す構造図である。 本発明の好適な他の実施形態によるODT制御を具現したメモリモジュールシステムの回路図である。 図7に示されたメモリモジュールシステムで構成された場合のメモリ素子のボール配列の一例を示す構造図である。 本発明の好適な実施の形態によるODT制御方式を示すフローチャットである。 本発明の好適な他の実施形態による同一のランクの第2メモリ装置のODT回路を制御する第1メモリ装置を備えるメモリモジュールの構成を示す構造図である。 本発明の好適な他の実施形態による同一のメモリモジュールの第2メモリ装置のODT回路を制御する第1メモリ装置を備えるメモリモジュールの構成を示す構造図である。 本発明の好適な他の実施形態による異なるメモリモジュールの第2メモリ装置のODT回路を制御する第1メモリ装置を備えるメモリモジュールの構成を示す構造図である。
符号の説明
500 メモリモジュールシステム
502 メモリコントローラ
504 第1メモリ素子
506 第2メモリ素子
510,520,530 データ入出力バッファ
512 データ制御信号出力バッファ
521,531 データ制御信号入力バッファ
522,532 ODT制御信号発生部
523,533 ODT回路
524,534 ODT制御信号出力バッファ
525,535 ODT制御信号入力バッファ

Claims (25)

  1. メモリモジュールシステムにおいて、
    第1メモリ装置内でオン・ダイターミネーション(ODT)制御信号を生成するためのODT制御信号生成器と、
    前記第1メモリ装置から出力された前記ODT制御信号に従って、第2メモリ装置のODT回路の動作を制御するためのODT制御信号受信器と、を含むことを特徴とするメモリモジュールシステム。
  2. 前記第1メモリ装置のODT制御信号は、前記第2メモリ装置が非活性化されるときに、前記第2メモリ装置のODT回路を活性化することを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  3. 前記メモリモジュールシステムは、前記第1、第2メモリ装置へ伝送される命令信号を生成するためのメモリ制御器をさらに含み、
    前記ODT制御信号生成器は、前記命令信号から前記ODT制御信号を生成することを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  4. 前記メモリモジュールシステムは、
    前記第1メモリ装置が活性化されるときに、前記命令信号を受信するためにターンオンされる前記第1メモリ装置内の第1制御信号入力バッファと、
    前記第2メモリ装置が活性化されるときに、前記命令信号を受信するためにターンオンされる前記第2メモリ装置内の第2制御信号入力バッファと、をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のメモリモジュールシステム。
  5. 前記第1、第2制御信号入力バッファのうち、前記第1、第2メモリ装置のうち非活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応する、いずれか一つの入力バッファは、ターンオフされることを特徴とする請求項4に記載のメモリモジュールシステム。
  6. 前記メモリモジュールシステムは、
    前記第2メモリ装置内でODT制御信号を生成するためのODT制御信号生成器と、
    前記第2メモリ装置から出力されたODT制御信号に従って、前記第1メモリ装置のODT回路の動作を制御するためのODT制御信号受信器と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  7. 前記第1、第2メモリ装置のうち、非活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応するODT制御信号生成器は、ターンオフされることを特徴とする請求項6に記載のメモリモジュールシステム。
  8. 前記第1、第2メモリ装置のうち、活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応するODT制御信号受信器は、ターンオフされることを特徴とする請求項6に記載のメモリモジュールシステム。
  9. 前記メモリモジュールシステムは、
    活性化された第1メモリ装置から非活性化された第2メモリ装置へ第1ODT制御信号を伝送するために、ターンオンされる第1ODT制御信号出力バッファと、
    活性化された第2メモリ装置から非活性化された第1メモリ装置へ第2ODT制御信号を伝送するために、ターンオンされる第2ODT制御信号出力バッファと、をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のメモリモジュールシステム。
  10. 前記第1、第2ODT制御信号出力バッファのうち、前記第1、第2メモリ装置のうち非活性化されたいずれか一つのメモリ装置に対応する、いずれか一つの出力バッファは、ターンオフされることを特徴とする請求項9に記載のメモリモジュールシステム。
  11. 前記ODT制御信号出力バッファ及び前記ODT制御信号受信器は、前記第1メモリ装置の第1コンタクトボールと前記第2メモリ装置の第2コンタクトボールとの間の信号ラインに互いに連結され、前記第1、第2コンタクトボールは、前記メモリモジュールシステム内で互いに向き合うように配置されることを特徴とする請求項10に記載のメモリモジュールシステム。
  12. 前記第1メモリ装置のODT制御信号出力バッファと前記第2メモリ装置のODT制御信号受信器とは、第1信号ラインに共に連結され、前記第2メモリ装置のODT制御信号出力バッファと前記第1メモリ装置のODT制御信号受信器とは、第2信号ラインに共に連結されることを特徴とする請求項9に記載のメモリモジュールシステム。
  13. 前記第1、第2信号ラインのそれぞれは、前記第1メモリ装置の各第1コンタクトボールと前記第2メモリ装置の各第2コンタクトボールとの間に配置され、前記第1、第2コンタクトボールは、前記メモリモジュールシステム内で互いに向き合って位置するように配置されることを特徴とする請求項12に記載のメモリモジュールシステム。
  14. 前記第1、第2メモリ装置は、一つのメモリモジュールの同一のランクにあることを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  15. 前記第1、第2メモリ装置は、一つのメモリモジュールの異なるランクにあることを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  16. 前記第1、第2メモリ装置は、異なるメモリモジュールにあることを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  17. 前記メモリモジュールシステムは、
    活性化された第1メモリ装置から出力されたODT制御信号に従って、他の複数個の非活性化されたメモリ装置の複数個の他のODT回路の動作を制御するための他の複数個のODT制御信号受信器をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のメモリモジュールシステム。
  18. メモリモジュールシステム内のODTを制御する方法において、
    活性化された第1メモリ装置内でODT制御信号を生成する段階と、
    前記第1メモリ装置から出力されたODT制御信号に従って、第2メモリ装置のODT回路の動作を制御する段階と、を含むことを特徴とする方法。
  19. 前記第2メモリ装置は、非活性化されたメモリ装置であることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  20. 前記方法は、
    命令信号を生成して、メモリ制御器から前記第1、第2メモリ装置へ伝送する段階と、
    前記命令信号から第1メモリ装置内のODT制御信号を生成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
  21. 前記方法は、
    前記ODT制御信号を生成するために、活性化された前記第1、第2メモリ装置のうち、いずれか一つのメモリ装置で、ODT制御信号生成器及びODT制御信号出力バッファをターンオンし、ODT制御信号受信器をターンオフする段階と、
    前記ODT制御信号を受信するために、非活性化された前記第1、第2メモリ装置のうち、いずれか一つのメモリ装置で、制御信号入力バッファ、ODT制御信号生成器、及びODT制御信号出力バッファをターンオフし、制御信号受信器をターンオンする段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
  22. 前記第1、第2メモリ装置は、一つのメモリモジュールの同一のランクにあることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  23. 前記第1、第2メモリ装置は、一つのメモリモジュールの異なるランクにあることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  24. 前記第1、第2メモリ装置は、異なるメモリモジュールにあることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  25. 前記方法は、
    活性化された第1メモリ装置から出力されたODT制御信号に従って、他の複数個の非活性化されたメモリ装置の他の複数個のODT回路の動作を制御する段階をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
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